资料中包含下列文件，点击文件名可预览资料内容
还剩22页未读，
继续阅读
成套系列资料，整套一键下载
高中化学第七章 有机化合物第一节 认识有机化合物精练
展开
这是一份高中化学第七章 有机化合物第一节 认识有机化合物精练，文件包含高中化学新版必修二第07讲认识有机物教师满分版docx、高中化学新版必修二第07讲认识有机物学生满分版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共42页， 欢迎下载使用。
7 认识有机化合物
【知识导图】
【重难点精讲】
一、有机化合物中碳原子的成键特点
1．甲烷的分子结构
(1)组成与结构
分子式
电子式
结构式
分子模型
CH4
(2)空间结构
分子结构示意图
结构特点及空间构型
甲烷分子是正四面体结构；碳原子位于正四面体的中心，4个氢原子位于4个顶点，且4个C—H键完全相同，四个键角相同，都为109°28′
2.有机化合物的结构特点
（1）成键数目：每个碳原子形成4个共价键
（2）成键种类：碳原子之间可形成单键、双键或三键°
（3）连接方式：碳原子之间可形成碳链或碳环
二、烷烃
1、结构特点和通式：
烃分子里碳原子间都以单键互相连接成链状，碳原子的其余的价键全部跟氢原子结合，达到饱和状态，这种类型的烃叫饱和烃，也称为烷烃。若C-C连成环状，称为环烷烃。
烷烃的通式：CnH2n+2 (n≥1)
2．烷烃的命名
(1)碳原子数在十以内时，用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸依次代表碳原子数，其后加“烷”字表示，如戊烷、庚烷等。
(2)碳原子数在十以上时，直接用汉字数字来表示，如十一烷、十七烷等。
(3)当碳原子数相同时，用正、异、新来区别，如CH3CH2CH2CH3称为正丁烷，称为异丁烷 。
3、物理性质
(1)递变规律(随碳原子数n递增)
—气态→液态→固态(n≤4的烷烃呈气态)
|
—逐渐升高
|
—相对密度逐渐增大
(2)相似性
烷烃均难溶于水，相对密度均小于1。
注：
（1）随着分子里碳原子数的递增，它们在常温下的状态由气态、液态到固态：C1～C4为气态，C5～C16为液态，C17以上为固态；
（2）它们的沸点和液态时的密度也都逐渐升高和增大。其原因是烷烃是分子晶体，随着碳原子数增多，相对分子质量逐渐增大，分子间作用力增大，因而熔沸点逐渐升高。当相对分子质量相同时，烷烃支链越多，熔沸点越低。
（3）注意分析随着碳原子数增加，烷烃分子的含碳量和含氢量的递变规律：含碳量逐渐增大，含氢量逐渐减小。
4、化学性质
(1)稳定性：在通常情况下，烷烃比较稳定，跟强酸、强碱、酸性高锰酸钾溶液等都不反应。
(2)燃烧反应
烷烃燃烧通式：
(3)取代反应
①概念：有机化合物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团代替的反应叫做取代反应。
②在光照条件下均可与氯气发生取代反应，如甲烷与Cl2的取代反应:CH4＋Cl2CH3Cl＋HCl，CH3Cl＋Cl2CH2Cl2＋HCl，CH2Cl2＋Cl2CHCl3＋HCl，CHCl3＋Cl2CCl4＋HCl
三、同系物
1、同系物：结构相似，在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质互称为同系物。
注（1）同系物必须结构相似，即组成元素相同、分子组成通式相同。（2）同系物间相对分子质量相差14或14的整数倍。
2、特点：同系物有相似的化学性质，物理性质有一定的递变规律。
四、同分异构现象与同分异构体
1、定义
化合物具有相同的分子式，但具有不同结构的现象，叫做同分异构现象。具有同分异构现象的化合物互称为同分异构体。
注：①同分异构体必须是分子式相同而结构不同的物质。它们可以是同一类（系列）物质，如：正丁烷和异丁烷，也可以是不同类（非同系物）的物质，如：丙烯和环丙烷。
②同分异构体可以是有机物和有机物，还可以是无机物和有机物之间构成。如：NH4CNO和CO(NH2)2。
“四同”总结如下表：
2、烷烃同分异构体的写法
书写规律可概括为：主链由长到短，支链由整到散，位置由心到边。
①先写出碳原子数量最多的主链；
②写出少一个碳原子的主链，另一个碳原子作为甲基接在主链某碳原子上。
③写出少两个碳原子上的主链，另两个碳原子作为乙基或两个甲基接在主链碳原子上，以此类推。
对由于碳原子的连接方式不同而产生异构的同分异构体，称为碳链异构。常常采用“碳链缩短法”来书写并确定异构体的数目。现以C6H14为例，具体说明如下：
先写出六个碳原子都在同一条线上，即主链上为6个碳原子：
CH3－CH2－CH2－CH2－CH2－CH3
缩减主链（注意主链位置的对称性）：去掉主链上一个碳原子，使主链为五个碳原子，将取下来的碳原子摆放在主链不同位置上，并由主链中间位置开始摆放，逐渐向外移，但不能移到端碳上。可形象的称为：去一个，挂中间；向外移，不靠边（只分叉，不拐弯）。
再去掉一个碳原子，使主链为四个碳原子，将两个碳原子摆放在主链不同位置上（去两个，同碳挂；去两个，肩并肩）：
不能再缩短碳链了，碳原子也没有可摆放的位置了（否则，会出现重复）。在书写同分异构体时一定要随时注意满足碳四价、氢一价的原则。因此C6H14共有5种同分异构体。
五、有机化合物的性质
1．概念
有机化合物是指绝大多数含碳元素的化合物，简称有机物。
2．性质
熔、沸点
可燃性
溶解性
大多数熔、沸点低常温下多为固态或液态
大多数可以燃烧
大多数难溶于水易溶于有机溶剂
【典题精练】
考点1、考查有机物的结构特点与表示方法
例1．下列关于甲烷的叙述不正确的是
A．甲烷的分子式为CH4 B．甲烷的电子式为
C．甲烷的结构式为 D．甲烷的比例模型为
解析：A. 甲烷的分子式为CH4，A正确；B. 甲烷的电子式为，B正确；C. 甲烷的结构式为，C正确；D. 甲烷的比例模型为，为甲烷的球棍模型，D错误；答案选D。
答案：D
名师归纳：常见有机物结构的表示方法(以甲烷为例)
表示方法
含义
分子式：CH4
用元素符号表示物质分子组成的式子，可反映一个分子中原子的种类和数目
最简式(实验式)：CH4
表示物质组成的各元素原子最简整数比的式子
电子式：
用小黑点等符号代替电子，表示原子最外层电子成键情况的式子
结构式：
①具有化学式所能表示的意义，能反映物质的结构；
②表示分子中原子的结合或排列顺序的式子，但不表示空间构型
球棍模型：
小球表示原子，短棍表示化学键(单键、双键或三键)
比例模型：
用不同体积的小球表示不同大小的原子
考点2、考查烷烃的特征反应——取代反应
例2、下列有关甲烷与氯气反应的说法正确的是（）
A．甲烷与氯气的物质的量之比为1∶1，混合发生取代反应只生成CH3Cl
B．甲烷与氯气的取代反应，生成的产物中CH3Cl最多
C．甲烷与氯气的取代反应生成的产物为混合物
D．甲烷与氯气发生置换反应生成CCl4
解析：甲烷与氯气一旦发生取代反应就不会停止在某一步，四种有机物都会产生，故得不到纯净的CH3Cl，A错误，C正确；甲烷与氯气的反应中每取代1 mol氢原子，消耗1 mol氯气，生成1 mol HCl，故产物中HCl最多，B错误；甲烷与氯气发生四步取代反应生成CCl4，D错误。
名师归纳：1.甲烷与卤素单质发生取代反应时易错的四个方面(1)反应物：卤素单质(纯卤素)和甲烷，不能是卤素单质的水溶液。(2)生成物：反应生成的产物是CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4四种有机物与氯化氢形成的混合物，虽然反应物的比例、反应的时间长短等因素会造成各种产物的比例不一，但很难出现全部是某一种产物的现象，其中卤化氢的物质的量最多。(3)反应条件：光照(室温下在暗处不发生反应)。(4)反应特点：用“―→”而不用“===”，仍遵守质量守恒定律，需要配平。
2.取代反应和置换反应的区别
类别
取代反应
置换反应
实例
反应物
一种化合物和另一种化合物或单质
一种单质和一种化合物
生成物
一般生成两种化合物
另一种化合物和另一种单质
反应中电
子得失
不一定发生电子转移，不一定是氧化还原反应
一定发生电子转移，一定是氧化还原反应
反应是
否可逆
部分是可逆反应
一般是不可逆反应
反应
条件
大多需加热、光照、催化剂等
一般只需常温或加热
考点3、考查同系物的概念及其特点
例3、下列说法中错误的是( )
①化学性质相似的有机物一定是同系物②分子组成相差一个或几个CH2原子团的有机物一定是同系物③若烃中碳、氢元素的质量分数相同，它们必定是同系物④互为同系物的两种有机物的物理性质有差异，但化学性质必定相似
A．①②③④ B．只有②③ C．只有③④ D．只有①②③
解析：互为同系物的有机物结构相似，化学性质相似，物理性质随碳原子数的递增呈规律性变化，④正确；化学性质相似的有机物，结构不一定相似，故不一定是同系物，①错误；CH2===CH2和在分子组成上相差一个CH2原子团，碳、氢元素的质量分数均相同，但二者结构不相似，不是同系物，②③错误，故选D。
答案：D
名师归纳：1.同系物的判断标准(1)同类：互为同系物的物质均属于同一类,有机物，即分子结构相似。(2)不同碳：互为同系物的物质碳原子数不同，,即分子组成上相差一个或若干个,CH2原子团。
2.判断同系物时要注意以下两种情况：①根据物质的结构简式判断物质是不是互为同系物，要注意所给的物质是不是分子式相同，若分子式相同则不互为同系物，如CH3CH2CH2CH3和CH3CH(CH3)2互为同分异构体。②组成元素相同且各元素的质量分数相同的物质不一定为同系物，如：C2H4与C3H6的最简式相同，C、H的质量分数相同，但C2H4只能为CH2=====CH2，而C3H6若为时二者不互为同系物。
考点4、考查同分异构体的概念及其特点
例4、有关同分异构体的说法正确的是（ ）
A．同分异构体的碳原子数一定相同
B．同分异构体的分子式不一定相同
C．同分异构体之间的性质相似
D．同分异构体的类别一定不同
解析：分子式相同结构不同的化合物互为同分异构体，则A. 同分异构体的碳原子数一定相同，A正确；B. 同分异构体的分子式一定相同，B错误；C. 同分异构体之间的性质不一定相似，C错误；D. 同分异构体的类别不一定不同，例如1－丁烯和2－丁烯等，D错误，答案选A。
答案：A
名师归纳：同分异构体的判断标准——“一同一异”
(1)一同——分子式相同。可理解如下：
①分子式相同具有相同的组成元素，如CH4、C3H8的组成元素相同，但两者不是同分异构体。
②分子式相同具有相同的相对分子质量，如C2H4、N2的相对分子质量相同，但两者不是同分异构体。
③分子式相同各元素的质量分数分别相同，如C2H4、C3H6分子中C、H的质量分数分别相同，但两者不一定是同分异构体。
(2)一异——结构不同。可理解如下：①原子或原子团的连接顺序不同；②原子的空间排列不同。
考点5、考查烷烃的性质
例5．关于烷烃的叙述不正确的是
A．烷烃在水中的溶解度随着碳原子数的增加而增大
B．烷烃均能与氯气发生取代反应
C．正丁烷的熔、沸点比异丁烷的高
D．烷烃不能被酸性高锰酸钾溶液等强氧化剂氧化
解析:烷烃的熔、沸点随着碳原子数的增加而增大，但是烷烃都是不溶于水的有机物，故A错误；烷烃的化学性质与甲烷相似，取代反应必须与纯卤素单质反应，则B、D正确；结合烷烃的物理性质的递变规律，可知C正确。
答案:A
名师归纳：1.相同碳原子数的烷烃支链越多，其熔、沸点越；2.烷烃不能与氯水反应。
随堂练习：
一、选择题（共10题，每题5分，共50分）
1．下列物质中，互为同分异构体的是 ( )
A．与
B．与CH3CH2CH2CH2Cl
C．CH4与CH3CH3
D．CH3CH(CH3)CH2CH2CH3与CH3CH2CH2CH(CH3)CH3
解析：两种物质是否为同分异构体，一看分子式(相同)，二看结构式(不同)。如下图：
答案：B
2．下列物质中，不属于有机物的是( )
A．四氯化碳 B．硫氰化钾 C．尿素 D．酒精
解析：有机物指的是含碳元素的化合物。组成有机物的元素除碳外，通常还含有氢、氧、氮、硫、卤素、磷等。但对于碳的氧化物、碳酸及其盐、氰化物、硫氰化物、碳化物等少数含碳化合物，由于其组成与性质都跟无机物更相似，故仍属无机物。
答案：B
3．下列物质分子中，属于正四面体结构的是( )
A．CCl4 B．CHCl3 C．CH2Cl2 D．CH3Cl
解析：只有CCl4是正四面体，另外三种物质都只是四面体，但不是正四面体。
答案：A
4．下列说法中正确的一组是( )
A．H2和D2互为同位素
B．和互为同分异构体
C．正丁烷和异丁烷是同系物
D．和是同一种物质
解析：H2和D2都是氢的单质，A错误；由于CH4分子是正四面体结构，其二溴代物只有一种结构，故二者是同一种物质，B错误；正丁烷和异丁烷属于同分异构体，C错误。
答案：D
5．关于烷烃的叙述不正确的是( )
A．分子式符合CnH2n＋2的烃一定是烷烃
B．烷烃均能与氯水发生取代反应
C．正戊烷的熔、沸点比异戊烷的高
D．烷烃不能被酸性高锰酸钾溶液等强氧化剂氧化
解析：对烷烃的概念应从“单键、饱和、链状”三方面理解，分子式符合CnH2n＋2的烃中碳原子均已饱和，则A正确；烷烃的化学性质与甲烷相似，取代反应必须与纯卤素单质反应，则D正确，B错误；结合烷烃的物理性质的递变规律，可知C正确。
答案：B
6．某有机化合物6.2 g在氧气中完全燃烧，只生成8.8 g CO2和5.4 g H2O。下列说法正确的是( )
A．该化合物仅含碳、氢两种元素
B．该化合物中碳、氢原子个数比为1：4
C．无法确定该化合物是否含有氧元素
D．该化合物一定含有氧元素
解析：8.8 g CO2中含有碳元素的物质的量为0.2 mol，碳元素的质量为2.4 g,5.4 g水中含有氢原子的物质的量为0.6 mol，氢元素的质量为0.6 g。m(C)＋m(H)＝2.4 g＋0.6 g＝3.0 g<6.2 g，该化合物不仅含碳、氢两种元素，还一定含有氧元素；其中所含C、H两种元素原子的物质的量之比为n(C) ：n(H)＝0.2 mol：0.6 mol＝1：3。
答案：D
7．下列有关说法正确的是( )
A．石墨和金刚石互为同位素
B．乙烷和丙烷互为同素异形体
C．CH3CH2CH2CH3与CH(CH3)3互为同分异构体
D．12C和13C互为同系物
解析：石墨和金刚石互为同素异形体，A项错误；乙烷和丙烷互为同系物，B项错误；12C和13C互为同位素，D项错误。
答案：C
8．下列叙述错误的是( )
A．在通常情况下，甲烷跟强酸、强碱、强氧化剂都不反应
B．甲烷化学性质比较稳定，不能被任何氧化剂氧化
C．甲烷跟氯气反应无论生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3还是CCl4，都属于取代反应
D．甲烷的四种有机取代物都不溶于水
解析：甲烷的性质比较稳定，在通常情况下，不与强酸、强碱、强氧化剂反应，但甲烷能在空气中燃烧，A正确，B错误；甲烷在光照条件下与氯气发生取代反应，生成四种有机产物，分别是CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4，且均不溶于水，故C、D均正确。
答案：B
9．下列关于甲烷的说法中错误的是( )
A．甲烷分子具有正四面体结构
B．甲烷分子中4个C—H键是完全等同的键
C．甲烷分子中含有非极性键
D．甲烷分子的电子式是
解析：甲烷分子中含有的键是4个C—H键，C—H键属于极性键。
答案：C
10．下图是CH4、CCl4、CH3Cl的分子球棍模型图。下列说法正确的是( )
A．CH4、CCl4和CH3Cl都是正四面体结构
B．CH4、CCl4、CH3Cl都难溶于水
C．CH4、CCl4、CH3Cl都比水轻
D．CH4、CCl4的结构相同，性质也相同
解析：CH3Cl不是正四面体结构，CCl4比水重，CH4和CCl4的性质不同。
答案：B
二、非选择题（共2题，每题25分，共50分）
11．(1)4个碳原子间均以单键结合的方式有4种，请在下面的方框中补充另外3种结合方式：
(2)写出碳原子数为5的烷烃的同分异构体的结构简式。
解析：碳原子间相互以单键结合时，既可以形成碳链，也可以形成碳环。
答案：
(1)
(2)CH3CH2CH2CH2CH3、、
12．如图所示表示页岩气中某些烃类的结构模型：
(1)有机物甲的名称为____________，有机物甲与有机物乙互为____________。
(2)有机物乙的一氯取代物有________种，请你根据甲烷分子结构示意图推测，有机物乙中最多有________个C原子在同一平面内。
解析：
(1)根据有机物甲的球棍模型，可知其结构简式为CH3—CH2—CH2—CH3，其化学名称为正丁烷。根据有机物乙的比例模型，可知其结构简式为，有机物甲和乙的分子式相同而结构不同，所以二者互为同分异构体。
(2) 分子中与“”相连的3个—CH3位置相同，故其一氯代物有2种(、)。根据CH4分子结构示意图可知，CH4分子中最多有3个原子在同一平面内，相当于CH4分子中的3个H原子被3个—CH3取代，所以最多有3个C原子在同一平面内。
答案：(1)正丁烷 同分异构体 (2)2 3
课后作业：
1．下列事实、事件、事故中与甲烷无关的是（ ）
A．天然气的主要成分 B．石油经过催化裂化及裂解后的产物
C．“西气东输”中气体 D．煤矿中的瓦斯爆炸
【答案】B
【解析】A. 天然气的主要成分为甲烷，A正确；B. 石油的裂化就是在一定的条件下，将石油从相对分子质量较大、沸点较高的烃断裂为相对分子质量较小、沸点较低的烃的过程。产物主要有乙烯，还有其他丙烯、异丁烯及甲烷、乙烷、丁烷、炔烃、硫化氢和碳的氧化物等，故B错误；C. “西气东输”中气体 主要指天然气，即甲烷，故C正确；
D. 煤矿中的瓦斯指甲烷，故D正确；此题选B。
2．C5H12有3种不同结构：甲CH3(CH2)3CH3，乙CH3CH(CH3)CH2CH3，丙C(CH3)4。下列相关叙述正确的是( )
A．甲、乙、丙属同系物，均可与氯气、溴蒸气发生取代反应
B．C5H12表示一种纯净物
C．甲、乙、丙中，丙的沸点最低
D．丙有3种不同沸点的二氯取代物
【答案】C
【解析】A．甲、乙、丙的结构不同，分子式相同，属于同分异构体关系，不属于同系物，A错误；B．C5H12有3种结构，可以代表3种物质，所以不能表示纯净物，B错误；C．同分异构体中，支链越多，沸点越低，丙的支链最多，所以沸点最低，C正确；D．丙中的4个甲基是等效的，C(CH3)4的二氯取代物有2种：CHCl2C（CH3）3、（CH2Cl）2C（CH3）2，所以只有2种不同沸点的二氯代物，D错误； 故答案选C。
3．有关烷烃的叙述：①大都是易燃物；②特征反应是取代反应；③相邻两个烷烃在分子组成上相差一个甲基，其中正确的是
A．①和③ B．②和③ C．只有① D．①和②
【答案】D
【解析】①烷烃都是易燃物，正确；②烷烃的特征反应是取代反应，正确；③烷烃的碳原子数相邻的两个烷烃在分子组成上相差一个“—CH2”，故其中正确的是①②，选项D正确。答案选D。
4．关于同分异构体的叙述正确的是
A．相对分子质量相同而结构不同的化合物互称为同分异构体
B．化学式相同而结构不同的化合物互称为同分异构体
C．同分异构体之间由于分子组成相同，所以它们的性质相同
D．只有少数的有机物之间存在同分异构现象
【答案】B
【解析】A、分子式相同而结构不同的化合物互称为同分异构体，错误；B、化学式相同而结构不同的化合物互称为同分异构体，正确；C、同分异构体之间虽然分子组成相同，但结构不同，所以它们的性质不同，错误；D、绝大多数有机物之间存在同分异构现象，错误。答案选B。
5．下列各组物质互为同分异构体的是（ ）
A．CH3—CH3和CH3—CH2—CH3
B．12C和14C
C．CH3—CH2—CH2—CH3和(CH3)2CHCH3
D．和
【答案】C
【解析】具有相同的分子式而结构不同的化合物互为同分异构体；质子数相同中子数不同的原子互称同位素；结构相似，在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质互称为同系物；据此解答。A. 两者结构相似，分子组成上相差1个CH2原子团，互为同系物，A项错误；B. 12C和14C，两者质子数相同，中子数不同，属于同位素，B项错误；
C. CH3—CH2—CH2—CH3和(CH3)2CHCH3分子式相同，结构不同，属于同分异构体，C项正确；D. 甲烷为正四面体结构，其二氯取代物无同分异构体，故二者属于同种物质，D项错误；答案选C。
6．下列说法正确的是
A．单质硫有S2、S4、S6等，它们都是硫的同素异形体
B．红磷转化为白磷，属于物理变化
C．1H2、2H2、3H2互为同位素
D．和CH3CH2CH2CH3互为同分异构体
【答案】A
【解析】A. 组成元素相同，结构不同的单质互称同素异形体，单质硫有S2、S4、S6等，它们都是硫的同素异形体，故A正确；B. 红磷和白磷结构不同，转化为新的物质，属于化学变化，故B错误；C. 质子数相同，中子数不同的同一元素的不同原子互称为同位素，1H2、2H2、3H2是分子，故C错误；D. 分子式相同而结构不同的物质互为同分异构体，和CH3CH2CH2CH3的分子式不同，不能互为同分异构体，故D错误；
答案选A。
7．对CH4与Cl2的反应如图所示叙述不正确的是
A．该反应属于取代反应
B．该反应的条件是光照
C．该反应的生成物有四种
D．该反应的现象是量筒内气体颜色变浅，器壁上有油状液滴，量筒内液面上升并产生白雾
【答案】C
【解析】CH4与Cl2在光照条件下发生取代反应，该反应的生成物有一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷、氯化氢共5种产物；所以现象是量筒内气体颜色变浅，器壁上有油状液滴，量筒内液面上升并产生白雾；故C错误。
8．下列物质中属于同系物的是
①CH3CH2C1 ②CH2=CHCl ③CH3CH2CH2C1④CH2ClCH2Cl ⑤CH3CH2CH2CH3⑥CH3CH(CH3)2
A．①② B．①④ C．①③ D．⑤⑥
【答案】C
【解析】同系物是结构相似，在分子组成上相差一个或多个CH2原子团的有机化合物，据此分析解答。A．①和②的结构不相似，不属于同系物，错误；B．①和④的结构相似但不是相差一个或多个CH2原子团，不属于同系物，错误；C．①和③结构相似，在分子组成上相差一个CH2原子团，属于同系物，正确；D．⑤和⑥的分子式相同结构不同，属于同分异构体，错误；答案选C。
9．以下各说法中错误的是（ ）
A．丙烷是甲烷的同系物
B．甲烷能与氯气在光照条件下发生取代反应
C．甲烷分子中四个C－H键是完全等价的键
D．乙烷属于离子化合物
【答案】D
【解析】A. 结构相似，类别相同，在分子组成上相差一个或若干个CH 2 原子团的物质互称为同系物，丙烷是甲烷的同系物，故A正确；B. 甲烷中有四个氢原子，可以和卤素在光照的条件下发生取代反应，甲烷能与氯气在光照条件下发生取代反应，故B正确；C. 甲烷分子是正四面体结构，含有4个C-H键的长度和强度都相同，4个碳氢键完全相同，故C正确；D.乙烷分子中含有碳碳键和碳氢键，都是共价键，乙烷属于共价化合物，不是离子化合物，故D错误；答案选D。
10．下列有关烷烃的叙述中，正确的是( )
A．在烷烃分子中，可能会有碳碳双键
B．烷烃中除甲烷外，很多都能使紫色KMnO4溶液褪色
C．分子通式为CnH2n+2的烃不一定是烷烃
D．烷烃同系物的密度随相对分子质量增大逐渐增大
【答案】D
【解析】A.烷烃的化学键除了碳碳单键外，还含有碳氢单键，碳原子是饱和状态，不可能会有碳碳双键，故A错误；B. 烷烃的结构决定了化学性质，碳原子是饱和状态，所以烷烃化学性质比较稳定，通常烷烃不与酸、碱、氧化剂（如酸性高锰酸钾溶液）反应，故B错误；C. 烷烃分子中，碳原子已经达到饱和状态，所以符合CnH2n+2通式的有机物也一定是烷烃，故C错误；D. 烷烃结构相似，相对分子质量越大，分子间作用力越大，密度越大，所以烷烃同系物的密度随相对分子质量增大逐渐增大，故D正确；故答案选D。
11．下列反应中，光照对反应几乎没有影响的是
A．氯气与氢气反应 B．次氯酸分解 C．甲烷与氯气反应 D．甲烷与氧气反应
【答案】D
【解析】A. 氯气与氢气可在光照或点燃条件下发生化合反应生成氯化氢，故A不选；B. 次氯酸具有不稳定性，在光照条件下发生：2HClO2HCl+O2↑，故B不选；C. 光照条件下，氯气与甲烷发生取代反应生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳等有机物和氯化氢，故C不选；D. 甲烷与氧气在点燃的条件下反应，光照条件下不反应，故D选，答案选D。
12．120℃、101.3 kPa，甲烷（CH4）和过量的O2的混合物，用电火花引燃（CH4+2O2=CO2+2H2O）后，恢复到原来的温度和压强，测得反应后气体密度为相同条件下H2密度的15倍，则原混合气体中甲烷和氧气的体积比为（ ）
A．2∶1 B．1∶2 C．1∶7 D．7∶1
【答案】C
【解析】120℃时燃烧生成的水为气态，氧气过量时发生反应：CH4+2O2=CO2+2H2O，由方程式可知反应前后气体的物质的量不变，则平均相对分子质量不变，反应后气体密度为相同条件下H2密度的15倍，则原混合气体中甲烷和氧气的平均相对分子质量为15×2=30，根据十字交叉法：
故原混合气体中甲烷和氧气的体积比为2:14=1:7。答案选C。
13．下列有关甲烷的取代反应的叙述正确的是
A．甲烷与氯气的物质的量之比为1∶1，混合发生取代反应只生成CH3Cl
B．甲烷与氯气的取代反应，生成的产物中CH3Cl最多
C．甲烷与氯气的取代反应生成的产物为混合物
D．1 mol甲烷生成CCl4最多消耗2 mol氯气
【答案】C
【解析】甲烷与氯气一旦发生取代反应就不会停止在某一步，四种有机物都会产生，故得不到纯净的CH3Cl，A错误，C正确；甲烷与氯气的反应中每取代1 mol氢原子，消耗1 mol氯气，生成1 mol HCl，故产物中HCl最多，B错误；1 mol甲烷生成CCl4最多消耗4 mol氯气，D错误。
14．下列说法不正确的是
A．烷烃分子中碳原子间以单键结合，碳原子剩余价键全部与氢原子结合
B．分子组成符合CnH2n+2的烃一定是烷烃
C．丙烷分子中三个碳原子在一条直线上
D．同分异构现象是有机物种类繁多的重要原因之一
【答案】C
【解析】A. 烷烃分子中碳原子间均以单键结合成链状，碳原子剩余价键全部与氢原子结合，A正确；B. 分子组成符合CnH2n+2的烃一定是烷烃，B正确；C. 丙烷分子中三个碳原子不在一条直线上，C错误；D. 同分异构现象是有机物种类繁多的重要原因之一，D正确；答案选C。
15．在光照条件下，CH4与Cl2能发生取代反应。使1 mol CH4与Cl2反应，待反应完全后测得四种有机取代产物的物质的量之比n(CH3Cl)∶n(CH2Cl2)∶n(CHCl3)∶n(CCl4)＝1∶2∶3∶4，则消耗的Cl2的物质的量为
A．1.0 mol B．2.0 mol C．3.0 mol D．4.0 mol
【答案】C
【解析】根据碳原子守恒计算各氯代烃的物质的量，而甲烷与氯气发生取代反应得到氯代烃时，一半的氯原子得到氯代烃，一半氯原子生成HCl。得到n（CH3Cl）：n（CH2Cl2）：n（CHCl3）：n（CCl4）=1∶2∶3∶4，根据碳原子守恒：n（CCl4）+n（CHCl3）+n（CH2Cl2）+n（CH3Cl）=1mol，则n（CH3Cl）=0.1mol，n（CH2Cl2）=0.2mol，n（CHCl3）=0.3mol
n（CCl4）=0.4mol，而甲烷与氯气发生取代反应得到氯代烃时，氯代烃与氯气的物质的量之比为1：1关系，故需要氯气为：0.1mol×1+0.2mol×2+0.3mol×3+0.4mol×4=3.0mol，答案选C。
16．下列关于“甲烷燃烧”的叙述中错误的是( )
A．甲烷在空气中燃烧时火焰呈淡蓝色
B．甲烷燃烧一定只生成二氧化碳和水
C．甲烷燃烧放出大量的热，常用作气体燃料
D．点燃甲烷前要先检验其纯度
【答案】B
【解析】A. 甲烷易燃，在空气中燃烧时火焰呈淡蓝色，故A正确；B. 甲烷完全燃烧时生成二氧化碳和水，不完全燃烧还可能生出一氧化碳，故B错误；C. 甲烷燃烧放出大量的热，常用作气体燃料，故C正确；D. 甲烷易燃，混有空气的甲烷点燃时会爆炸，所以点燃甲烷前要先检验其纯度，故D正确；故选B。
17．对于烃的命名正确的是（ ）
A．4—甲基—4，5—二乙基己烷 B．3—甲基—2，3—二乙基己烷
C．4，5— 二甲基—4—乙基庚烷 D．3，4— 二甲基—4—乙基庚烷
【答案】D
【解析】，选取含有碳原子数最多的碳链为主链，该有机物中最长的碳链含有7个C，主链为庚烷，含有7个C的碳链有两条，选取含有支链最多的碳链为主链，编号从距离取代基最近的一端开始，从左边开始，满足取代基编号之和最小，在3、4号C上各有一个甲基，在4号C上有一个乙基，该有机物的命名为：3，4﹣二甲基﹣4﹣乙基庚烷，答案选D。
18．沸点最低的一种烷烃x和它的同系物y以2﹕1的摩尔比混合，混合气的密度与x相邻同系物相等，则y的结构式可能是
A．CH3CH2CH3 B．CH3CH2CH2CH2CH3
C．CH3CH2CH (CH3)2 D．CH3CH (CH3)2
【答案】D
【解析】随着碳原子数的递增，烷烃的熔沸点逐渐升高，所以沸点最低的一种烷烃应该是甲烷，即x为甲烷；甲烷的相邻同系物是乙烷，因此如果设y的相对分子质量是M，则根据题意可知，混合气的平均相对分子质量是30，则，解得M＝58，所以根据烷烃的通式CnH2n＋2可知，应该是丁烷，丁烷有正丁烷和异丁烷，答案选D。
19．第28届国际地质大会提供的资料显示，海底有大量的天然气水合物，可满足人类1000年的能源需要。天然气水合物是一种晶体，晶体中平均每46个水分子构建成8个笼，每个笼可容纳1个CH4分子或1个游离H2O分子。根据上述信息，完成第（1）.（2）题：
（1）下列关于天然气水合物中两种分子极性的描述正确的是（_____）。
A．两种都是极性分子
B．两种都是非极性分子
C．CH4是极性分子，H2O是非极性分子
D．H2O是极性分子，CH4是非极性分子
（2）若晶体中每8个笼只有6个容纳了CH4分子，另外2个笼被游离的H2O分子填充，则天然气水合物的平均组成可表示为（___）。
A．CH4·14H2O B．CH4·8H2O C．CH4·（23/3）H2O D．CH4·6H2O
【答案】D B
【解析】（1）天然气水合物中的CH4分子由于是正四面体构型，结构对称，可使四个C-H键的极性抵消，属于非极性分了；H2O分子是折线型结构，分子中O-H键的极性不能抵消，属于极性分子，所以答案选D。
（2）题述中“每46个水分子构建成8个笼，每个笼可容纳1个CH4分子或1个游离H2O分子”，着该题的解题关键。由于晶体中每8个笼只有6个容纳了CH4分子，另外2个笼被游离H2O分子填充，由此可得出8个笼中共有6个CH4分子，46+2=48个H2O分子，从而得出天然气水合物的化学式为CH4·8H2O，答案选B。
20．把1体积CH4与4体积Cl2组成混合气体充入大试管中，将此试管倒立在盛有Na2SiO3的水槽里，放在光亮处，片刻后发现试管中气体颜色________ ，试管中的液面__________，试管壁上有__________，水槽中还可观察到____________ ，CH4 与Cl2发生的是__________反应。
【答案】变浅 上升 淡黄绿色油状液滴 产生白色沉淀 取代反应
【解析】甲烷与氯气在光照条件下发生了取代反应生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl等，随着反应进行，Cl2不断消耗，黄绿色逐渐消失，又由于生成的CH2Cl2、CHCl3、CCl4常温下均为无色液体，Cl2易溶于有机溶剂，使试管壁上有淡黄色油滴；因生成的HCl易溶于水，反应后，试管内气体压强减小，水位在试管内上升，HCl溶于水后与Na2SiO3溶液反应生成H2SiO3白色沉淀，故答案为：变浅；上升；淡黄绿色油状液滴；产生白色沉淀；取代反应。
21．(1)下列几组物质中，互为同位素的有__________，互为同素异形体的有__________，互为同系物的有__________，互为同分异构体的有__________，属于同种物质的__________。
①O2和O3 ②35Cl和37Cl③CH3CH3和CH3CH2CH3④CH3CH2CH(CH3)CH2CH3和CH3CH2CH(CH3)CH(CH3)CH3
⑤H2、D2和T2⑥⑦CH3(CH2)2CH3和(CH3)2CHCH3 ⑧CH3CH(CH3）CH和CH(CH3)3
(2)含有10个及10个以下碳原子的烷烃，其一氯代物只有一种的共有4种，请写出这4种烷烃的结构简式和名称：_______、_______、______、______。
【答案】② ① ③④ ⑦ ⑥⑧ 甲烷，CH4 乙烷，CH3CH3 新戊烷，C(CH3)4 2，2，3，3－四甲基丁烷，(CH3)3CC(CH3)3
【解析】（1）①O2和O3均是氧元素形成的单质，互为同素异形体；
②35Cl和37Cl的质子数相同，中子数不同，互为同位素；
③CH3CH3和CH3CH2CH3均是烷烃，分子组成相差1个CH2原子团，互为同系物；
④CH3CH2CH(CH3)CH2CH3和CH3CH2CH(CH3)CH(CH3)CH3均是烷烃，分子组成相差1个CH2原子团，互为同系物；
⑤H2、D2和T2均表示氢气分子；
⑥的结构和性质完全相同，是同一种物质；
⑦CH3(CH2)2CH3和(CH3)2CHCH3的分子式均是C4H10，结构不同，互为同分异构体；
⑧CH3CH(CH3）CH3和CH(CH3)3的结构和性质完全相同，是同一种物质；
因此互为同位素的有②，互为同素异形体的有①，互为同系物的有③④，互为同分异构体的有⑦，属于同种物质的是⑥⑧；
（2）含有10个及10个以下碳原子的烷烃，其一氯代物只有一种，说明分子中氢原子均只有一类，则符合条件的共有4种，分别是甲烷，结构简式为CH4，乙烷，结构简式为CH3CH3，新戊烷，结构简式为C(CH3)4，2，2，3，3－四甲基丁烷，结构简式为(CH3)3CC(CH3)3。
22．晋朝人常璩在《华阳国志》里有这样一段话：临邛县“有火井，夜时光映上昭。民欲其火，先以家火投之。顷许如雷声，火焰出，通耀数十里。以竹筒盛其火藏之，可拽行终日不灭也……”，请回答下列问题。
（1）话中描述的物质是一种最简单有机物−−甲烷，其分子的结构式为_______。
（2）写出“顷许如雷声，火焰出”涉及的化学反应方程式：_____________________。
（3）下列有关甲烷的说法正确的是________（填选项字母）。
A．它属于化石能源
B．它的分子中含有非极性键
C．它的分子中所有原子的最外层都达到了8电子稳定结构
D．（2）中反应发生时伴随有旧极性键的断裂和新极性键的形成
（4）甲烷不仅可以直接用来燃烧，还是重要的化工原料，它可以与水在高温条件下反应制得水煤气（CO和H2），反应的化学方程式为__________________，反应得到的水煤气中CO和H2的质量比为_______。
【答案】 （1） （2）CH4+2O2 CO2+2H2O （3）AD
（4） CH4+H2O CO+3H2 14：3
【解析】（1）甲烷分子的结构式为。（2）“顷许如雷声，火焰出”叙述的是甲烷燃烧，涉及的化学反应方程式为CH4+2O2 CO2+2H2O。（3）A．甲烷属于化石能源，A正确；B．它的分子中含有极性键，B错误；C．它的分子中只有碳原子的最外层都达到了8电子稳定结构，氢原子是2电子稳定结构，C错误；D．甲烷燃烧时伴随有旧极性键的断裂和新极性键的形成，D正确，答案选AD；（4）甲烷与水在高温条件下反应制得水煤气（CO和H2），反应的化学方程式为CH4+H2OCO+3H2，反应得到的水煤气中CO和H2的质量比为。
23．利用甲烷与氯气发生取代反应的副产品生产盐酸的设想在工业上已成为现实。某化学兴趣小组拟在实验室中模拟上述过程，所设计的装置如下图所示：
（1）A中制取C12反应的化学方程式是_____________________________。
（2）D装置中的石棉上吸附着潮湿的KI粉末，其作用是_________________________。
（3）E装置的作用是______________（填序号）。
A．收集气体B．吸收氯气C．吸收氯化氢
（4）E装置中除了有盐酸生成外，还含有有机物，从E中分离出盐酸的最佳方法是______________。
（5）将lmolCH4与C12发生取代，测得4种有机取代物的物质的量相等，则消耗的氯气的物质的量是______________。
【答案】（1）MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O；（2）除去Cl2，（3）C（4）分液，（5）2.5mol
【解析】（1）在A中浓盐酸与MnO2在加热时发生反应制取C12，反应的化学方程式是MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O；（2）在制取的氯气中含有水蒸气，可以用浓硫酸来除去；浓硫酸的作用是干燥气体、混合气体、通过观察气泡来控制气体的混合比例，在C装置中氯气与甲烷发生取代反应；在装置D中用的石棉上吸附着潮湿的KI粉末，其作用是反应消耗除去未反应的氯气；（3）在装置E中用来吸收产生的HCl,为了防止倒吸现象的发生，安装了一个倒扣的漏斗，因此E的作用是C。（4）E装置中除了有盐酸生成外，还含有有机物，由于有机物都难溶于水，是互不相溶的两层液体物质，所以从E中分离出盐酸的最佳方法是分液；（5）将l mol CH4与C12发生取代，测得4种有机取代物的物质的量相等，则每一种氯代烃的物质的量都是0.25mol,则根据取代反应的特点，消耗的氯气的物质的量是0.25mol×1+0.25mol,×2+0.25mol,×3+0.25mol,×4=2.5mol。
24．利用甲烷与氯气发生取代反应制取副产品盐酸的设想在工业上已成为现实．某化学兴趣小组通过在实验室中模拟上述过程，其设计的模拟装置如下：
(1)装置有三种功能：①控制气流速度；②均匀混合气体；③________________________________________ 。
(2)设，若理论上欲获得最多的氯化氢，则 ____________________ 。
(3)装置的石棉中均匀混有粉末，其作用是________________________________________________________________。
(4)写出装置中CH4与Cl2生成一氯代物的化学反应方程式：__________________________________.。
(5)①装置中除盐酸外，还含有有机物，从中分离出盐酸的最佳方法为______。
、分液法 、蒸馏法 、萃取分液法 、结晶法
②该装置还有缺陷，原因是没有进行尾气处理，其尾气主要成分为_______。
、 、 、 、
【答案】(1)干燥混合气体(或吸水) (2)4 (3)吸收过量的氯气 (4) CH4+Cl2→CH3Cl+HCl (5)①A ②B
【解析】在加热条件下，实验室用浓盐酸和二氧化锰反应制取氯气，在光照条件下，甲烷和氯气发生取代反应生成氯代烃和氯化氢，生成的黑色小颗粒为碳单质，氯气具有强氧化性，能将碘离子氧化生成碘单质，最后生成的氯化氢溶于水得到盐酸，互不相溶的液体采用分液的方法分离，一氯甲烷是气体，还可能有过量的甲烷；
(1)在加热条件下，二氧化锰和浓盐酸反应生成氯气，同时生成的氯气中还含有水分，浓硫酸具有吸水性、脱水性和强氧化性，所以B装置除了控制气流速度、均匀混合气体外，还有干燥作用；
(2)氯气与甲烷发生取代反应，反应特点是1mol氯气可取代1molH原子生成1molHCl，设V(Cl2)/V(CH4)=x，若理论上欲获得最多的氯化氢，则应保证甲烷被完全取代，x应大于或等于4；
(3)氯气具有强氧化性，能将碘离子氧化生成碘单质，所以D装置的石棉中均匀混有KI粉末，其作用是吸收过量的氯气；
(4)甲烷和氯气在光照条件下生成一氯甲烷和氯化氢，发生反应的化学方程式为CH4+Cl2CH3Cl+HCl；
(5)①盐酸和有机物不能互溶，所以可以采用水洗分液的方法分离，故选A；
②反应生成的二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳均是油状的液体，只有一氯甲烷是气体，即尾气中含有一氯甲烷，故答案为B。
7 认识有机化合物
【知识导图】
【重难点精讲】
一、有机化合物中碳原子的成键特点
1．甲烷的分子结构
(1)组成与结构
分子式
电子式
结构式
分子模型
CH4
(2)空间结构
分子结构示意图
结构特点及空间构型
甲烷分子是正四面体结构；碳原子位于正四面体的中心，4个氢原子位于4个顶点，且4个C—H键完全相同，四个键角相同，都为109°28′
2.有机化合物的结构特点
（1）成键数目：每个碳原子形成4个共价键
（2）成键种类：碳原子之间可形成单键、双键或三键°
（3）连接方式：碳原子之间可形成碳链或碳环
二、烷烃
1、结构特点和通式：
烃分子里碳原子间都以单键互相连接成链状，碳原子的其余的价键全部跟氢原子结合，达到饱和状态，这种类型的烃叫饱和烃，也称为烷烃。若C-C连成环状，称为环烷烃。
烷烃的通式：CnH2n+2 (n≥1)
2．烷烃的命名
(1)碳原子数在十以内时，用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸依次代表碳原子数，其后加“烷”字表示，如戊烷、庚烷等。
(2)碳原子数在十以上时，直接用汉字数字来表示，如十一烷、十七烷等。
(3)当碳原子数相同时，用正、异、新来区别，如CH3CH2CH2CH3称为正丁烷，称为异丁烷 。
3、物理性质
(1)递变规律(随碳原子数n递增)
—气态→液态→固态(n≤4的烷烃呈气态)
|
—逐渐升高
|
—相对密度逐渐增大
(2)相似性
烷烃均难溶于水，相对密度均小于1。
注：
（1）随着分子里碳原子数的递增，它们在常温下的状态由气态、液态到固态：C1～C4为气态，C5～C16为液态，C17以上为固态；
（2）它们的沸点和液态时的密度也都逐渐升高和增大。其原因是烷烃是分子晶体，随着碳原子数增多，相对分子质量逐渐增大，分子间作用力增大，因而熔沸点逐渐升高。当相对分子质量相同时，烷烃支链越多，熔沸点越低。
（3）注意分析随着碳原子数增加，烷烃分子的含碳量和含氢量的递变规律：含碳量逐渐增大，含氢量逐渐减小。
4、化学性质
(1)稳定性：在通常情况下，烷烃比较稳定，跟强酸、强碱、酸性高锰酸钾溶液等都不反应。
(2)燃烧反应
烷烃燃烧通式：
(3)取代反应
①概念：有机化合物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团代替的反应叫做取代反应。
②在光照条件下均可与氯气发生取代反应，如甲烷与Cl2的取代反应:CH4＋Cl2CH3Cl＋HCl，CH3Cl＋Cl2CH2Cl2＋HCl，CH2Cl2＋Cl2CHCl3＋HCl，CHCl3＋Cl2CCl4＋HCl
三、同系物
1、同系物：结构相似，在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质互称为同系物。
注（1）同系物必须结构相似，即组成元素相同、分子组成通式相同。（2）同系物间相对分子质量相差14或14的整数倍。
2、特点：同系物有相似的化学性质，物理性质有一定的递变规律。
四、同分异构现象与同分异构体
1、定义
化合物具有相同的分子式，但具有不同结构的现象，叫做同分异构现象。具有同分异构现象的化合物互称为同分异构体。
注：①同分异构体必须是分子式相同而结构不同的物质。它们可以是同一类（系列）物质，如：正丁烷和异丁烷，也可以是不同类（非同系物）的物质，如：丙烯和环丙烷。
②同分异构体可以是有机物和有机物，还可以是无机物和有机物之间构成。如：NH4CNO和CO(NH2)2。
“四同”总结如下表：
2、烷烃同分异构体的写法
书写规律可概括为：主链由长到短，支链由整到散，位置由心到边。
①先写出碳原子数量最多的主链；
②写出少一个碳原子的主链，另一个碳原子作为甲基接在主链某碳原子上。
③写出少两个碳原子上的主链，另两个碳原子作为乙基或两个甲基接在主链碳原子上，以此类推。
对由于碳原子的连接方式不同而产生异构的同分异构体，称为碳链异构。常常采用“碳链缩短法”来书写并确定异构体的数目。现以C6H14为例，具体说明如下：
先写出六个碳原子都在同一条线上，即主链上为6个碳原子：
CH3－CH2－CH2－CH2－CH2－CH3
缩减主链（注意主链位置的对称性）：去掉主链上一个碳原子，使主链为五个碳原子，将取下来的碳原子摆放在主链不同位置上，并由主链中间位置开始摆放，逐渐向外移，但不能移到端碳上。可形象的称为：去一个，挂中间；向外移，不靠边（只分叉，不拐弯）。
再去掉一个碳原子，使主链为四个碳原子，将两个碳原子摆放在主链不同位置上（去两个，同碳挂；去两个，肩并肩）：
不能再缩短碳链了，碳原子也没有可摆放的位置了（否则，会出现重复）。在书写同分异构体时一定要随时注意满足碳四价、氢一价的原则。因此C6H14共有5种同分异构体。
五、有机化合物的性质
1．概念
有机化合物是指绝大多数含碳元素的化合物，简称有机物。
2．性质
熔、沸点
可燃性
溶解性
大多数熔、沸点低常温下多为固态或液态
大多数可以燃烧
大多数难溶于水易溶于有机溶剂
【典题精练】
考点1、考查有机物的结构特点与表示方法
例1．下列关于甲烷的叙述不正确的是
A．甲烷的分子式为CH4 B．甲烷的电子式为
C．甲烷的结构式为 D．甲烷的比例模型为
解析：A. 甲烷的分子式为CH4，A正确；B. 甲烷的电子式为，B正确；C. 甲烷的结构式为，C正确；D. 甲烷的比例模型为，为甲烷的球棍模型，D错误；答案选D。
答案：D
名师归纳：常见有机物结构的表示方法(以甲烷为例)
表示方法
含义
分子式：CH4
用元素符号表示物质分子组成的式子，可反映一个分子中原子的种类和数目
最简式(实验式)：CH4
表示物质组成的各元素原子最简整数比的式子
电子式：
用小黑点等符号代替电子，表示原子最外层电子成键情况的式子
结构式：
①具有化学式所能表示的意义，能反映物质的结构；
②表示分子中原子的结合或排列顺序的式子，但不表示空间构型
球棍模型：
小球表示原子，短棍表示化学键(单键、双键或三键)
比例模型：
用不同体积的小球表示不同大小的原子
考点2、考查烷烃的特征反应——取代反应
例2、下列有关甲烷与氯气反应的说法正确的是（）
A．甲烷与氯气的物质的量之比为1∶1，混合发生取代反应只生成CH3Cl
B．甲烷与氯气的取代反应，生成的产物中CH3Cl最多
C．甲烷与氯气的取代反应生成的产物为混合物
D．甲烷与氯气发生置换反应生成CCl4
解析：甲烷与氯气一旦发生取代反应就不会停止在某一步，四种有机物都会产生，故得不到纯净的CH3Cl，A错误，C正确；甲烷与氯气的反应中每取代1 mol氢原子，消耗1 mol氯气，生成1 mol HCl，故产物中HCl最多，B错误；甲烷与氯气发生四步取代反应生成CCl4，D错误。
名师归纳：1.甲烷与卤素单质发生取代反应时易错的四个方面(1)反应物：卤素单质(纯卤素)和甲烷，不能是卤素单质的水溶液。(2)生成物：反应生成的产物是CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4四种有机物与氯化氢形成的混合物，虽然反应物的比例、反应的时间长短等因素会造成各种产物的比例不一，但很难出现全部是某一种产物的现象，其中卤化氢的物质的量最多。(3)反应条件：光照(室温下在暗处不发生反应)。(4)反应特点：用“―→”而不用“===”，仍遵守质量守恒定律，需要配平。
2.取代反应和置换反应的区别
类别
取代反应
置换反应
实例
反应物
一种化合物和另一种化合物或单质
一种单质和一种化合物
生成物
一般生成两种化合物
另一种化合物和另一种单质
反应中电
子得失
不一定发生电子转移，不一定是氧化还原反应
一定发生电子转移，一定是氧化还原反应
反应是
否可逆
部分是可逆反应
一般是不可逆反应
反应
条件
大多需加热、光照、催化剂等
一般只需常温或加热
考点3、考查同系物的概念及其特点
例3、下列说法中错误的是( )
①化学性质相似的有机物一定是同系物②分子组成相差一个或几个CH2原子团的有机物一定是同系物③若烃中碳、氢元素的质量分数相同，它们必定是同系物④互为同系物的两种有机物的物理性质有差异，但化学性质必定相似
A．①②③④ B．只有②③ C．只有③④ D．只有①②③
解析：互为同系物的有机物结构相似，化学性质相似，物理性质随碳原子数的递增呈规律性变化，④正确；化学性质相似的有机物，结构不一定相似，故不一定是同系物，①错误；CH2===CH2和在分子组成上相差一个CH2原子团，碳、氢元素的质量分数均相同，但二者结构不相似，不是同系物，②③错误，故选D。
答案：D
名师归纳：1.同系物的判断标准(1)同类：互为同系物的物质均属于同一类,有机物，即分子结构相似。(2)不同碳：互为同系物的物质碳原子数不同，,即分子组成上相差一个或若干个,CH2原子团。
2.判断同系物时要注意以下两种情况：①根据物质的结构简式判断物质是不是互为同系物，要注意所给的物质是不是分子式相同，若分子式相同则不互为同系物，如CH3CH2CH2CH3和CH3CH(CH3)2互为同分异构体。②组成元素相同且各元素的质量分数相同的物质不一定为同系物，如：C2H4与C3H6的最简式相同，C、H的质量分数相同，但C2H4只能为CH2=====CH2，而C3H6若为时二者不互为同系物。
考点4、考查同分异构体的概念及其特点
例4、有关同分异构体的说法正确的是（ ）
A．同分异构体的碳原子数一定相同
B．同分异构体的分子式不一定相同
C．同分异构体之间的性质相似
D．同分异构体的类别一定不同
解析：分子式相同结构不同的化合物互为同分异构体，则A. 同分异构体的碳原子数一定相同，A正确；B. 同分异构体的分子式一定相同，B错误；C. 同分异构体之间的性质不一定相似，C错误；D. 同分异构体的类别不一定不同，例如1－丁烯和2－丁烯等，D错误，答案选A。
答案：A
名师归纳：同分异构体的判断标准——“一同一异”
(1)一同——分子式相同。可理解如下：
①分子式相同具有相同的组成元素，如CH4、C3H8的组成元素相同，但两者不是同分异构体。
②分子式相同具有相同的相对分子质量，如C2H4、N2的相对分子质量相同，但两者不是同分异构体。
③分子式相同各元素的质量分数分别相同，如C2H4、C3H6分子中C、H的质量分数分别相同，但两者不一定是同分异构体。
(2)一异——结构不同。可理解如下：①原子或原子团的连接顺序不同；②原子的空间排列不同。
考点5、考查烷烃的性质
例5．关于烷烃的叙述不正确的是
A．烷烃在水中的溶解度随着碳原子数的增加而增大
B．烷烃均能与氯气发生取代反应
C．正丁烷的熔、沸点比异丁烷的高
D．烷烃不能被酸性高锰酸钾溶液等强氧化剂氧化
解析:烷烃的熔、沸点随着碳原子数的增加而增大，但是烷烃都是不溶于水的有机物，故A错误；烷烃的化学性质与甲烷相似，取代反应必须与纯卤素单质反应，则B、D正确；结合烷烃的物理性质的递变规律，可知C正确。
答案:A
名师归纳：1.相同碳原子数的烷烃支链越多，其熔、沸点越；2.烷烃不能与氯水反应。
随堂练习：
一、选择题（共10题，每题5分，共50分）
1．下列物质中，互为同分异构体的是 ( )
A．与
B．与CH3CH2CH2CH2Cl
C．CH4与CH3CH3
D．CH3CH(CH3)CH2CH2CH3与CH3CH2CH2CH(CH3)CH3
解析：两种物质是否为同分异构体，一看分子式(相同)，二看结构式(不同)。如下图：
答案：B
2．下列物质中，不属于有机物的是( )
A．四氯化碳 B．硫氰化钾 C．尿素 D．酒精
解析：有机物指的是含碳元素的化合物。组成有机物的元素除碳外，通常还含有氢、氧、氮、硫、卤素、磷等。但对于碳的氧化物、碳酸及其盐、氰化物、硫氰化物、碳化物等少数含碳化合物，由于其组成与性质都跟无机物更相似，故仍属无机物。
答案：B
3．下列物质分子中，属于正四面体结构的是( )
A．CCl4 B．CHCl3 C．CH2Cl2 D．CH3Cl
解析：只有CCl4是正四面体，另外三种物质都只是四面体，但不是正四面体。
答案：A
4．下列说法中正确的一组是( )
A．H2和D2互为同位素
B．和互为同分异构体
C．正丁烷和异丁烷是同系物
D．和是同一种物质
解析：H2和D2都是氢的单质，A错误；由于CH4分子是正四面体结构，其二溴代物只有一种结构，故二者是同一种物质，B错误；正丁烷和异丁烷属于同分异构体，C错误。
答案：D
5．关于烷烃的叙述不正确的是( )
A．分子式符合CnH2n＋2的烃一定是烷烃
B．烷烃均能与氯水发生取代反应
C．正戊烷的熔、沸点比异戊烷的高
D．烷烃不能被酸性高锰酸钾溶液等强氧化剂氧化
解析：对烷烃的概念应从“单键、饱和、链状”三方面理解，分子式符合CnH2n＋2的烃中碳原子均已饱和，则A正确；烷烃的化学性质与甲烷相似，取代反应必须与纯卤素单质反应，则D正确，B错误；结合烷烃的物理性质的递变规律，可知C正确。
答案：B
6．某有机化合物6.2 g在氧气中完全燃烧，只生成8.8 g CO2和5.4 g H2O。下列说法正确的是( )
A．该化合物仅含碳、氢两种元素
B．该化合物中碳、氢原子个数比为1：4
C．无法确定该化合物是否含有氧元素
D．该化合物一定含有氧元素
解析：8.8 g CO2中含有碳元素的物质的量为0.2 mol，碳元素的质量为2.4 g,5.4 g水中含有氢原子的物质的量为0.6 mol，氢元素的质量为0.6 g。m(C)＋m(H)＝2.4 g＋0.6 g＝3.0 g<6.2 g，该化合物不仅含碳、氢两种元素，还一定含有氧元素；其中所含C、H两种元素原子的物质的量之比为n(C) ：n(H)＝0.2 mol：0.6 mol＝1：3。
答案：D
7．下列有关说法正确的是( )
A．石墨和金刚石互为同位素
B．乙烷和丙烷互为同素异形体
C．CH3CH2CH2CH3与CH(CH3)3互为同分异构体
D．12C和13C互为同系物
解析：石墨和金刚石互为同素异形体，A项错误；乙烷和丙烷互为同系物，B项错误；12C和13C互为同位素，D项错误。
答案：C
8．下列叙述错误的是( )
A．在通常情况下，甲烷跟强酸、强碱、强氧化剂都不反应
B．甲烷化学性质比较稳定，不能被任何氧化剂氧化
C．甲烷跟氯气反应无论生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3还是CCl4，都属于取代反应
D．甲烷的四种有机取代物都不溶于水
解析：甲烷的性质比较稳定，在通常情况下，不与强酸、强碱、强氧化剂反应，但甲烷能在空气中燃烧，A正确，B错误；甲烷在光照条件下与氯气发生取代反应，生成四种有机产物，分别是CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4，且均不溶于水，故C、D均正确。
答案：B
9．下列关于甲烷的说法中错误的是( )
A．甲烷分子具有正四面体结构
B．甲烷分子中4个C—H键是完全等同的键
C．甲烷分子中含有非极性键
D．甲烷分子的电子式是
解析：甲烷分子中含有的键是4个C—H键，C—H键属于极性键。
答案：C
10．下图是CH4、CCl4、CH3Cl的分子球棍模型图。下列说法正确的是( )
A．CH4、CCl4和CH3Cl都是正四面体结构
B．CH4、CCl4、CH3Cl都难溶于水
C．CH4、CCl4、CH3Cl都比水轻
D．CH4、CCl4的结构相同，性质也相同
解析：CH3Cl不是正四面体结构，CCl4比水重，CH4和CCl4的性质不同。
答案：B
二、非选择题（共2题，每题25分，共50分）
11．(1)4个碳原子间均以单键结合的方式有4种，请在下面的方框中补充另外3种结合方式：
(2)写出碳原子数为5的烷烃的同分异构体的结构简式。
解析：碳原子间相互以单键结合时，既可以形成碳链，也可以形成碳环。
答案：
(1)
(2)CH3CH2CH2CH2CH3、、
12．如图所示表示页岩气中某些烃类的结构模型：
(1)有机物甲的名称为____________，有机物甲与有机物乙互为____________。
(2)有机物乙的一氯取代物有________种，请你根据甲烷分子结构示意图推测，有机物乙中最多有________个C原子在同一平面内。
解析：
(1)根据有机物甲的球棍模型，可知其结构简式为CH3—CH2—CH2—CH3，其化学名称为正丁烷。根据有机物乙的比例模型，可知其结构简式为，有机物甲和乙的分子式相同而结构不同，所以二者互为同分异构体。
(2) 分子中与“”相连的3个—CH3位置相同，故其一氯代物有2种(、)。根据CH4分子结构示意图可知，CH4分子中最多有3个原子在同一平面内，相当于CH4分子中的3个H原子被3个—CH3取代，所以最多有3个C原子在同一平面内。
答案：(1)正丁烷 同分异构体 (2)2 3
课后作业：
1．下列事实、事件、事故中与甲烷无关的是（ ）
A．天然气的主要成分 B．石油经过催化裂化及裂解后的产物
C．“西气东输”中气体 D．煤矿中的瓦斯爆炸
【答案】B
【解析】A. 天然气的主要成分为甲烷，A正确；B. 石油的裂化就是在一定的条件下，将石油从相对分子质量较大、沸点较高的烃断裂为相对分子质量较小、沸点较低的烃的过程。产物主要有乙烯，还有其他丙烯、异丁烯及甲烷、乙烷、丁烷、炔烃、硫化氢和碳的氧化物等，故B错误；C. “西气东输”中气体 主要指天然气，即甲烷，故C正确；
D. 煤矿中的瓦斯指甲烷，故D正确；此题选B。
2．C5H12有3种不同结构：甲CH3(CH2)3CH3，乙CH3CH(CH3)CH2CH3，丙C(CH3)4。下列相关叙述正确的是( )
A．甲、乙、丙属同系物，均可与氯气、溴蒸气发生取代反应
B．C5H12表示一种纯净物
C．甲、乙、丙中，丙的沸点最低
D．丙有3种不同沸点的二氯取代物
【答案】C
【解析】A．甲、乙、丙的结构不同，分子式相同，属于同分异构体关系，不属于同系物，A错误；B．C5H12有3种结构，可以代表3种物质，所以不能表示纯净物，B错误；C．同分异构体中，支链越多，沸点越低，丙的支链最多，所以沸点最低，C正确；D．丙中的4个甲基是等效的，C(CH3)4的二氯取代物有2种：CHCl2C（CH3）3、（CH2Cl）2C（CH3）2，所以只有2种不同沸点的二氯代物，D错误； 故答案选C。
3．有关烷烃的叙述：①大都是易燃物；②特征反应是取代反应；③相邻两个烷烃在分子组成上相差一个甲基，其中正确的是
A．①和③ B．②和③ C．只有① D．①和②
【答案】D
【解析】①烷烃都是易燃物，正确；②烷烃的特征反应是取代反应，正确；③烷烃的碳原子数相邻的两个烷烃在分子组成上相差一个“—CH2”，故其中正确的是①②，选项D正确。答案选D。
4．关于同分异构体的叙述正确的是
A．相对分子质量相同而结构不同的化合物互称为同分异构体
B．化学式相同而结构不同的化合物互称为同分异构体
C．同分异构体之间由于分子组成相同，所以它们的性质相同
D．只有少数的有机物之间存在同分异构现象
【答案】B
【解析】A、分子式相同而结构不同的化合物互称为同分异构体，错误；B、化学式相同而结构不同的化合物互称为同分异构体，正确；C、同分异构体之间虽然分子组成相同，但结构不同，所以它们的性质不同，错误；D、绝大多数有机物之间存在同分异构现象，错误。答案选B。
5．下列各组物质互为同分异构体的是（ ）
A．CH3—CH3和CH3—CH2—CH3
B．12C和14C
C．CH3—CH2—CH2—CH3和(CH3)2CHCH3
D．和
【答案】C
【解析】具有相同的分子式而结构不同的化合物互为同分异构体；质子数相同中子数不同的原子互称同位素；结构相似，在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质互称为同系物；据此解答。A. 两者结构相似，分子组成上相差1个CH2原子团，互为同系物，A项错误；B. 12C和14C，两者质子数相同，中子数不同，属于同位素，B项错误；
C. CH3—CH2—CH2—CH3和(CH3)2CHCH3分子式相同，结构不同，属于同分异构体，C项正确；D. 甲烷为正四面体结构，其二氯取代物无同分异构体，故二者属于同种物质，D项错误；答案选C。
6．下列说法正确的是
A．单质硫有S2、S4、S6等，它们都是硫的同素异形体
B．红磷转化为白磷，属于物理变化
C．1H2、2H2、3H2互为同位素
D．和CH3CH2CH2CH3互为同分异构体
【答案】A
【解析】A. 组成元素相同，结构不同的单质互称同素异形体，单质硫有S2、S4、S6等，它们都是硫的同素异形体，故A正确；B. 红磷和白磷结构不同，转化为新的物质，属于化学变化，故B错误；C. 质子数相同，中子数不同的同一元素的不同原子互称为同位素，1H2、2H2、3H2是分子，故C错误；D. 分子式相同而结构不同的物质互为同分异构体，和CH3CH2CH2CH3的分子式不同，不能互为同分异构体，故D错误；
答案选A。
7．对CH4与Cl2的反应如图所示叙述不正确的是
A．该反应属于取代反应
B．该反应的条件是光照
C．该反应的生成物有四种
D．该反应的现象是量筒内气体颜色变浅，器壁上有油状液滴，量筒内液面上升并产生白雾
【答案】C
【解析】CH4与Cl2在光照条件下发生取代反应，该反应的生成物有一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷、氯化氢共5种产物；所以现象是量筒内气体颜色变浅，器壁上有油状液滴，量筒内液面上升并产生白雾；故C错误。
8．下列物质中属于同系物的是
①CH3CH2C1 ②CH2=CHCl ③CH3CH2CH2C1④CH2ClCH2Cl ⑤CH3CH2CH2CH3⑥CH3CH(CH3)2
A．①② B．①④ C．①③ D．⑤⑥
【答案】C
【解析】同系物是结构相似，在分子组成上相差一个或多个CH2原子团的有机化合物，据此分析解答。A．①和②的结构不相似，不属于同系物，错误；B．①和④的结构相似但不是相差一个或多个CH2原子团，不属于同系物，错误；C．①和③结构相似，在分子组成上相差一个CH2原子团，属于同系物，正确；D．⑤和⑥的分子式相同结构不同，属于同分异构体，错误；答案选C。
9．以下各说法中错误的是（ ）
A．丙烷是甲烷的同系物
B．甲烷能与氯气在光照条件下发生取代反应
C．甲烷分子中四个C－H键是完全等价的键
D．乙烷属于离子化合物
【答案】D
【解析】A. 结构相似，类别相同，在分子组成上相差一个或若干个CH 2 原子团的物质互称为同系物，丙烷是甲烷的同系物，故A正确；B. 甲烷中有四个氢原子，可以和卤素在光照的条件下发生取代反应，甲烷能与氯气在光照条件下发生取代反应，故B正确；C. 甲烷分子是正四面体结构，含有4个C-H键的长度和强度都相同，4个碳氢键完全相同，故C正确；D.乙烷分子中含有碳碳键和碳氢键，都是共价键，乙烷属于共价化合物，不是离子化合物，故D错误；答案选D。
10．下列有关烷烃的叙述中，正确的是( )
A．在烷烃分子中，可能会有碳碳双键
B．烷烃中除甲烷外，很多都能使紫色KMnO4溶液褪色
C．分子通式为CnH2n+2的烃不一定是烷烃
D．烷烃同系物的密度随相对分子质量增大逐渐增大
【答案】D
【解析】A.烷烃的化学键除了碳碳单键外，还含有碳氢单键，碳原子是饱和状态，不可能会有碳碳双键，故A错误；B. 烷烃的结构决定了化学性质，碳原子是饱和状态，所以烷烃化学性质比较稳定，通常烷烃不与酸、碱、氧化剂（如酸性高锰酸钾溶液）反应，故B错误；C. 烷烃分子中，碳原子已经达到饱和状态，所以符合CnH2n+2通式的有机物也一定是烷烃，故C错误；D. 烷烃结构相似，相对分子质量越大，分子间作用力越大，密度越大，所以烷烃同系物的密度随相对分子质量增大逐渐增大，故D正确；故答案选D。
11．下列反应中，光照对反应几乎没有影响的是
A．氯气与氢气反应 B．次氯酸分解 C．甲烷与氯气反应 D．甲烷与氧气反应
【答案】D
【解析】A. 氯气与氢气可在光照或点燃条件下发生化合反应生成氯化氢，故A不选；B. 次氯酸具有不稳定性，在光照条件下发生：2HClO2HCl+O2↑，故B不选；C. 光照条件下，氯气与甲烷发生取代反应生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳等有机物和氯化氢，故C不选；D. 甲烷与氧气在点燃的条件下反应，光照条件下不反应，故D选，答案选D。
12．120℃、101.3 kPa，甲烷（CH4）和过量的O2的混合物，用电火花引燃（CH4+2O2=CO2+2H2O）后，恢复到原来的温度和压强，测得反应后气体密度为相同条件下H2密度的15倍，则原混合气体中甲烷和氧气的体积比为（ ）
A．2∶1 B．1∶2 C．1∶7 D．7∶1
【答案】C
【解析】120℃时燃烧生成的水为气态，氧气过量时发生反应：CH4+2O2=CO2+2H2O，由方程式可知反应前后气体的物质的量不变，则平均相对分子质量不变，反应后气体密度为相同条件下H2密度的15倍，则原混合气体中甲烷和氧气的平均相对分子质量为15×2=30，根据十字交叉法：
故原混合气体中甲烷和氧气的体积比为2:14=1:7。答案选C。
13．下列有关甲烷的取代反应的叙述正确的是
A．甲烷与氯气的物质的量之比为1∶1，混合发生取代反应只生成CH3Cl
B．甲烷与氯气的取代反应，生成的产物中CH3Cl最多
C．甲烷与氯气的取代反应生成的产物为混合物
D．1 mol甲烷生成CCl4最多消耗2 mol氯气
【答案】C
【解析】甲烷与氯气一旦发生取代反应就不会停止在某一步，四种有机物都会产生，故得不到纯净的CH3Cl，A错误，C正确；甲烷与氯气的反应中每取代1 mol氢原子，消耗1 mol氯气，生成1 mol HCl，故产物中HCl最多，B错误；1 mol甲烷生成CCl4最多消耗4 mol氯气，D错误。
14．下列说法不正确的是
A．烷烃分子中碳原子间以单键结合，碳原子剩余价键全部与氢原子结合
B．分子组成符合CnH2n+2的烃一定是烷烃
C．丙烷分子中三个碳原子在一条直线上
D．同分异构现象是有机物种类繁多的重要原因之一
【答案】C
【解析】A. 烷烃分子中碳原子间均以单键结合成链状，碳原子剩余价键全部与氢原子结合，A正确；B. 分子组成符合CnH2n+2的烃一定是烷烃，B正确；C. 丙烷分子中三个碳原子不在一条直线上，C错误；D. 同分异构现象是有机物种类繁多的重要原因之一，D正确；答案选C。
15．在光照条件下，CH4与Cl2能发生取代反应。使1 mol CH4与Cl2反应，待反应完全后测得四种有机取代产物的物质的量之比n(CH3Cl)∶n(CH2Cl2)∶n(CHCl3)∶n(CCl4)＝1∶2∶3∶4，则消耗的Cl2的物质的量为
A．1.0 mol B．2.0 mol C．3.0 mol D．4.0 mol
【答案】C
【解析】根据碳原子守恒计算各氯代烃的物质的量，而甲烷与氯气发生取代反应得到氯代烃时，一半的氯原子得到氯代烃，一半氯原子生成HCl。得到n（CH3Cl）：n（CH2Cl2）：n（CHCl3）：n（CCl4）=1∶2∶3∶4，根据碳原子守恒：n（CCl4）+n（CHCl3）+n（CH2Cl2）+n（CH3Cl）=1mol，则n（CH3Cl）=0.1mol，n（CH2Cl2）=0.2mol，n（CHCl3）=0.3mol
n（CCl4）=0.4mol，而甲烷与氯气发生取代反应得到氯代烃时，氯代烃与氯气的物质的量之比为1：1关系，故需要氯气为：0.1mol×1+0.2mol×2+0.3mol×3+0.4mol×4=3.0mol，答案选C。
16．下列关于“甲烷燃烧”的叙述中错误的是( )
A．甲烷在空气中燃烧时火焰呈淡蓝色
B．甲烷燃烧一定只生成二氧化碳和水
C．甲烷燃烧放出大量的热，常用作气体燃料
D．点燃甲烷前要先检验其纯度
【答案】B
【解析】A. 甲烷易燃，在空气中燃烧时火焰呈淡蓝色，故A正确；B. 甲烷完全燃烧时生成二氧化碳和水，不完全燃烧还可能生出一氧化碳，故B错误；C. 甲烷燃烧放出大量的热，常用作气体燃料，故C正确；D. 甲烷易燃，混有空气的甲烷点燃时会爆炸，所以点燃甲烷前要先检验其纯度，故D正确；故选B。
17．对于烃的命名正确的是（ ）
A．4—甲基—4，5—二乙基己烷 B．3—甲基—2，3—二乙基己烷
C．4，5— 二甲基—4—乙基庚烷 D．3，4— 二甲基—4—乙基庚烷
【答案】D
【解析】，选取含有碳原子数最多的碳链为主链，该有机物中最长的碳链含有7个C，主链为庚烷，含有7个C的碳链有两条，选取含有支链最多的碳链为主链，编号从距离取代基最近的一端开始，从左边开始，满足取代基编号之和最小，在3、4号C上各有一个甲基，在4号C上有一个乙基，该有机物的命名为：3，4﹣二甲基﹣4﹣乙基庚烷，答案选D。
18．沸点最低的一种烷烃x和它的同系物y以2﹕1的摩尔比混合，混合气的密度与x相邻同系物相等，则y的结构式可能是
A．CH3CH2CH3 B．CH3CH2CH2CH2CH3
C．CH3CH2CH (CH3)2 D．CH3CH (CH3)2
【答案】D
【解析】随着碳原子数的递增，烷烃的熔沸点逐渐升高，所以沸点最低的一种烷烃应该是甲烷，即x为甲烷；甲烷的相邻同系物是乙烷，因此如果设y的相对分子质量是M，则根据题意可知，混合气的平均相对分子质量是30，则，解得M＝58，所以根据烷烃的通式CnH2n＋2可知，应该是丁烷，丁烷有正丁烷和异丁烷，答案选D。
19．第28届国际地质大会提供的资料显示，海底有大量的天然气水合物，可满足人类1000年的能源需要。天然气水合物是一种晶体，晶体中平均每46个水分子构建成8个笼，每个笼可容纳1个CH4分子或1个游离H2O分子。根据上述信息，完成第（1）.（2）题：
（1）下列关于天然气水合物中两种分子极性的描述正确的是（_____）。
A．两种都是极性分子
B．两种都是非极性分子
C．CH4是极性分子，H2O是非极性分子
D．H2O是极性分子，CH4是非极性分子
（2）若晶体中每8个笼只有6个容纳了CH4分子，另外2个笼被游离的H2O分子填充，则天然气水合物的平均组成可表示为（___）。
A．CH4·14H2O B．CH4·8H2O C．CH4·（23/3）H2O D．CH4·6H2O
【答案】D B
【解析】（1）天然气水合物中的CH4分子由于是正四面体构型，结构对称，可使四个C-H键的极性抵消，属于非极性分了；H2O分子是折线型结构，分子中O-H键的极性不能抵消，属于极性分子，所以答案选D。
（2）题述中“每46个水分子构建成8个笼，每个笼可容纳1个CH4分子或1个游离H2O分子”，着该题的解题关键。由于晶体中每8个笼只有6个容纳了CH4分子，另外2个笼被游离H2O分子填充，由此可得出8个笼中共有6个CH4分子，46+2=48个H2O分子，从而得出天然气水合物的化学式为CH4·8H2O，答案选B。
20．把1体积CH4与4体积Cl2组成混合气体充入大试管中，将此试管倒立在盛有Na2SiO3的水槽里，放在光亮处，片刻后发现试管中气体颜色________ ，试管中的液面__________，试管壁上有__________，水槽中还可观察到____________ ，CH4 与Cl2发生的是__________反应。
【答案】变浅 上升 淡黄绿色油状液滴 产生白色沉淀 取代反应
【解析】甲烷与氯气在光照条件下发生了取代反应生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl等，随着反应进行，Cl2不断消耗，黄绿色逐渐消失，又由于生成的CH2Cl2、CHCl3、CCl4常温下均为无色液体，Cl2易溶于有机溶剂，使试管壁上有淡黄色油滴；因生成的HCl易溶于水，反应后，试管内气体压强减小，水位在试管内上升，HCl溶于水后与Na2SiO3溶液反应生成H2SiO3白色沉淀，故答案为：变浅；上升；淡黄绿色油状液滴；产生白色沉淀；取代反应。
21．(1)下列几组物质中，互为同位素的有__________，互为同素异形体的有__________，互为同系物的有__________，互为同分异构体的有__________，属于同种物质的__________。
①O2和O3 ②35Cl和37Cl③CH3CH3和CH3CH2CH3④CH3CH2CH(CH3)CH2CH3和CH3CH2CH(CH3)CH(CH3)CH3
⑤H2、D2和T2⑥⑦CH3(CH2)2CH3和(CH3)2CHCH3 ⑧CH3CH(CH3）CH和CH(CH3)3
(2)含有10个及10个以下碳原子的烷烃，其一氯代物只有一种的共有4种，请写出这4种烷烃的结构简式和名称：_______、_______、______、______。
【答案】② ① ③④ ⑦ ⑥⑧ 甲烷，CH4 乙烷，CH3CH3 新戊烷，C(CH3)4 2，2，3，3－四甲基丁烷，(CH3)3CC(CH3)3
【解析】（1）①O2和O3均是氧元素形成的单质，互为同素异形体；
②35Cl和37Cl的质子数相同，中子数不同，互为同位素；
③CH3CH3和CH3CH2CH3均是烷烃，分子组成相差1个CH2原子团，互为同系物；
④CH3CH2CH(CH3)CH2CH3和CH3CH2CH(CH3)CH(CH3)CH3均是烷烃，分子组成相差1个CH2原子团，互为同系物；
⑤H2、D2和T2均表示氢气分子；
⑥的结构和性质完全相同，是同一种物质；
⑦CH3(CH2)2CH3和(CH3)2CHCH3的分子式均是C4H10，结构不同，互为同分异构体；
⑧CH3CH(CH3）CH3和CH(CH3)3的结构和性质完全相同，是同一种物质；
因此互为同位素的有②，互为同素异形体的有①，互为同系物的有③④，互为同分异构体的有⑦，属于同种物质的是⑥⑧；
（2）含有10个及10个以下碳原子的烷烃，其一氯代物只有一种，说明分子中氢原子均只有一类，则符合条件的共有4种，分别是甲烷，结构简式为CH4，乙烷，结构简式为CH3CH3，新戊烷，结构简式为C(CH3)4，2，2，3，3－四甲基丁烷，结构简式为(CH3)3CC(CH3)3。
22．晋朝人常璩在《华阳国志》里有这样一段话：临邛县“有火井，夜时光映上昭。民欲其火，先以家火投之。顷许如雷声，火焰出，通耀数十里。以竹筒盛其火藏之，可拽行终日不灭也……”，请回答下列问题。
（1）话中描述的物质是一种最简单有机物−−甲烷，其分子的结构式为_______。
（2）写出“顷许如雷声，火焰出”涉及的化学反应方程式：_____________________。
（3）下列有关甲烷的说法正确的是________（填选项字母）。
A．它属于化石能源
B．它的分子中含有非极性键
C．它的分子中所有原子的最外层都达到了8电子稳定结构
D．（2）中反应发生时伴随有旧极性键的断裂和新极性键的形成
（4）甲烷不仅可以直接用来燃烧，还是重要的化工原料，它可以与水在高温条件下反应制得水煤气（CO和H2），反应的化学方程式为__________________，反应得到的水煤气中CO和H2的质量比为_______。
【答案】 （1） （2）CH4+2O2 CO2+2H2O （3）AD
（4） CH4+H2O CO+3H2 14：3
【解析】（1）甲烷分子的结构式为。（2）“顷许如雷声，火焰出”叙述的是甲烷燃烧，涉及的化学反应方程式为CH4+2O2 CO2+2H2O。（3）A．甲烷属于化石能源，A正确；B．它的分子中含有极性键，B错误；C．它的分子中只有碳原子的最外层都达到了8电子稳定结构，氢原子是2电子稳定结构，C错误；D．甲烷燃烧时伴随有旧极性键的断裂和新极性键的形成，D正确，答案选AD；（4）甲烷与水在高温条件下反应制得水煤气（CO和H2），反应的化学方程式为CH4+H2OCO+3H2，反应得到的水煤气中CO和H2的质量比为。
23．利用甲烷与氯气发生取代反应的副产品生产盐酸的设想在工业上已成为现实。某化学兴趣小组拟在实验室中模拟上述过程，所设计的装置如下图所示：
（1）A中制取C12反应的化学方程式是_____________________________。
（2）D装置中的石棉上吸附着潮湿的KI粉末，其作用是_________________________。
（3）E装置的作用是______________（填序号）。
A．收集气体B．吸收氯气C．吸收氯化氢
（4）E装置中除了有盐酸生成外，还含有有机物，从E中分离出盐酸的最佳方法是______________。
（5）将lmolCH4与C12发生取代，测得4种有机取代物的物质的量相等，则消耗的氯气的物质的量是______________。
【答案】（1）MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O；（2）除去Cl2，（3）C（4）分液，（5）2.5mol
【解析】（1）在A中浓盐酸与MnO2在加热时发生反应制取C12，反应的化学方程式是MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O；（2）在制取的氯气中含有水蒸气，可以用浓硫酸来除去；浓硫酸的作用是干燥气体、混合气体、通过观察气泡来控制气体的混合比例，在C装置中氯气与甲烷发生取代反应；在装置D中用的石棉上吸附着潮湿的KI粉末，其作用是反应消耗除去未反应的氯气；（3）在装置E中用来吸收产生的HCl,为了防止倒吸现象的发生，安装了一个倒扣的漏斗，因此E的作用是C。（4）E装置中除了有盐酸生成外，还含有有机物，由于有机物都难溶于水，是互不相溶的两层液体物质，所以从E中分离出盐酸的最佳方法是分液；（5）将l mol CH4与C12发生取代，测得4种有机取代物的物质的量相等，则每一种氯代烃的物质的量都是0.25mol,则根据取代反应的特点，消耗的氯气的物质的量是0.25mol×1+0.25mol,×2+0.25mol,×3+0.25mol,×4=2.5mol。
24．利用甲烷与氯气发生取代反应制取副产品盐酸的设想在工业上已成为现实．某化学兴趣小组通过在实验室中模拟上述过程，其设计的模拟装置如下：
(1)装置有三种功能：①控制气流速度；②均匀混合气体；③________________________________________ 。
(2)设，若理论上欲获得最多的氯化氢，则 ____________________ 。
(3)装置的石棉中均匀混有粉末，其作用是________________________________________________________________。
(4)写出装置中CH4与Cl2生成一氯代物的化学反应方程式：__________________________________.。
(5)①装置中除盐酸外，还含有有机物，从中分离出盐酸的最佳方法为______。
、分液法 、蒸馏法 、萃取分液法 、结晶法
②该装置还有缺陷，原因是没有进行尾气处理，其尾气主要成分为_______。
、 、 、 、
【答案】(1)干燥混合气体(或吸水) (2)4 (3)吸收过量的氯气 (4) CH4+Cl2→CH3Cl+HCl (5)①A ②B
【解析】在加热条件下，实验室用浓盐酸和二氧化锰反应制取氯气，在光照条件下，甲烷和氯气发生取代反应生成氯代烃和氯化氢，生成的黑色小颗粒为碳单质，氯气具有强氧化性，能将碘离子氧化生成碘单质，最后生成的氯化氢溶于水得到盐酸，互不相溶的液体采用分液的方法分离，一氯甲烷是气体，还可能有过量的甲烷；
(1)在加热条件下，二氧化锰和浓盐酸反应生成氯气，同时生成的氯气中还含有水分，浓硫酸具有吸水性、脱水性和强氧化性，所以B装置除了控制气流速度、均匀混合气体外，还有干燥作用；
(2)氯气与甲烷发生取代反应，反应特点是1mol氯气可取代1molH原子生成1molHCl，设V(Cl2)/V(CH4)=x，若理论上欲获得最多的氯化氢，则应保证甲烷被完全取代，x应大于或等于4；
(3)氯气具有强氧化性，能将碘离子氧化生成碘单质，所以D装置的石棉中均匀混有KI粉末，其作用是吸收过量的氯气；
(4)甲烷和氯气在光照条件下生成一氯甲烷和氯化氢，发生反应的化学方程式为CH4+Cl2CH3Cl+HCl；
(5)①盐酸和有机物不能互溶，所以可以采用水洗分液的方法分离，故选A；
②反应生成的二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳均是油状的液体，只有一氯甲烷是气体，即尾气中含有一氯甲烷，故答案为B。
相关试卷
人教版 (2019)必修 第二册第六章 化学反应与能量第一节 化学反应与能量变化课时训练： 这是一份人教版 (2019)必修 第二册第六章 化学反应与能量第一节 化学反应与能量变化课时训练，文件包含高中化学新版必修二第05讲化学能与电能教师满分版docx、高中化学新版必修二第05讲化学能与电能学生满分版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共53页， 欢迎下载使用。
化学必修 第二册第一节 认识有机化合物课堂检测： 这是一份化学必修 第二册第一节 认识有机化合物课堂检测，文件包含高中化学新版必修二第07讲认识有机物教师提升版docx、高中化学新版必修二第07讲认识有机物学生提升版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共43页， 欢迎下载使用。
高中化学第一节 认识有机化合物同步训练题： 这是一份高中化学第一节 认识有机化合物同步训练题，文件包含高中化学新版必修二第07讲认识有机物教师基础版docx、高中化学新版必修二第07讲认识有机物学生基础版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共47页， 欢迎下载使用。
